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随着癌症的发展,会离开实体瘤进入血液循环,由此转移到机体的其它部位。与单个循环肿瘤细胞(CTC)相比,CTC群可以更有效的在机体内扩散。过去人们普遍认为CTC群太大,无法穿过狭窄的毛细血管。麻省总医院(MGH)的研究人员在美国国家科学院院刊PNAS杂志上发表文章反驳了这一观点,并且提出了降低CTC群转移能力的新策略。

研究显示,几十个癌细胞可以排成一列穿过毛细血管大小的窄道。“现有理论认为,癌症远端转移源自于单个CTC播下的种子。我们的工作挑战了这一观点,”MGH的Sam Au博士说。“这将改变人们对癌转移起始的认识,开发更好的途径来对抗癌转移。”

早在几十年前人们就意识到CTC群推动癌转移的能力很强,但还不清楚CTC群在血液循环中的具体行为。研究人员开发了带有细小管道的微流体装置,这些管道大约5-10微米宽,相当于人类最小的血管。他们对CTC群进行了一系列实验,发现这些细胞能够通过微流体装置上最小的管道。

研究显示,CTC群会展开成一连串单细胞,依次通过狭窄的通道,随后重新形成细胞群。这些细胞在窄道中通过之前的互作彼此联系,强连接多半能继续维持,弱连接可能会暂时丧失。进一步研究表明,CTC群穿过窄道的速度取决于其中最大的细胞,而不是整个细胞群的规模。用破坏细胞粘附的因子(包括化疗药物紫杉醇)处理CTC群虽然不会立刻造成影响,但这些细胞通过窄道之后难以集合,会分散成单细胞或者较小的聚集体。为了了解CTC群在活细胞血管中的行为,研究人员用斑马鱼胚胎进行了研究。斑马鱼胚胎的血管与人类毛细血管差不多大而且是透明的。他们的实验证实,人类CTC群以单细胞形式通过斑马鱼胚胎的血管。

在许多癌症中,癌细胞的扩散才是最致命的威胁。人们往往可以通过手术、药物、化疗或者放疗成功治疗原发瘤,然而一旦癌症扩散到机体的其他器官就很难再进行遏制。科学家们一直在尝试阻断癌细胞的转移途径,但目前成效并不理想。研究人员指出,CTC群在窄道中的表现依赖于细胞之间的粘附强度,改变这一强度可以限制CTC群的移动能力,进而降低癌转移机率。前列腺肿瘤很容易转移到骨组织,而这样的转移很难用传统方法进行检测。这个问题大大影响了医生们对癌症的监控和治疗。现在一项新研究指出,只需要简单抽血就可以解决这个问题,监控肿瘤的演化和转移。Broad研究所的科学家们在Nature Biotechnology杂志上发表文章,描述了一个模块化的新技术平台。该平台可以收集前列腺癌患者血液中的CTC,对其进行外显子组测序和分析,揭示高度可信的单核苷酸突变。

美国西北大学的科学家们开发了一个检测血液CTC的简便工具,NanoFlare。NanoFlare是首个能在复杂基质(血液)中检测循环肿瘤细胞的遗传学方法。这个微小的核酸球具有金纳米颗粒核心和单链DNA“照明弹”。即使只有痕量的靶标存在,NanoFlare也能进入并点亮细胞。这一技术发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志上。肿瘤学家通常依赖侵入性的活组织检查和非侵入性的成像手段来追踪肿瘤的大小、扩增以及对治疗的响应。然而,循环肿瘤细胞(CTC)带来了一种前途光明的新方法。Jeffrey M. Perkel回顾了分离和研究这些肿瘤风向标的方法。


 
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